Bevezetés, hangformátumok
Egy másik oldalon akadtam egy tesztre, amit gondoltam megosztom veletek. Természetesen ehhez az eredeti teszt készítője, kiötlője is hozzájárult. A bevezetést, és a hangformátumok leírását nagyrészt stevve eme cikkéből vettem át. Forrásként még a Wikipédia idevonatkozó szócikkeit használtam fel.
A tesztben Dolby Digital (AC3), DTS és veszteségmentes hangsávokat fogunk összehasonlítani. A teszt célja az lenne, hogy kiderüljön, vajon mennyi különbség van ezen tömörítési eljárások között. Hallható-e érdemi differencia, és ha igen, milyen audio rendszer szükségeltetik hozzá?
Mielőtt belevágnék a teszt végrehajtásának részletezésébe, tegyünk egy kis kitérőt a házimozik világába. Nem árt egy kis ismeretet gyűjteni a tesztelt formátumokkal kapcsolatban.
Bevezetés
Minden hang analóg hullámok formájában terjed, de természetesen így nem lehet digitális adathordozón tárolni, ezért mintavételezéssel digitális jelfolyammá kell alakítani. Ez úgy oldható meg, hogy az analóg jelet szabályos, megfelelően kicsi időszeletenként mintavételezzük és így állítjuk össze az eredetihez lehető legjobban közelítő jelfolyamot. Teoretikusan kimondja a szabály, hogy a veszteség elkerülése végett minimum kétszer akkora frekvenciával kell megválasztani a mintavételező jelet, mint az eredeti jel. Látható tehát, hogy lehetséges olyan mintavételezést végrehajtani, ami annyira kicsi veszteséget produkál, mit már nehezen tudnánk magunk mérni, hallani.
Az egyik ilyen eljárás az LPCM (Linear Pulse Code Modulation), amely a PC-ken használt első számú eljárásnak számít. Tömörítetlen hangot tárol és többnyire wav vagy aiff formátumba teszik. A CD Red Book szabványa szerint a lossless (veszteségmentes) hangkódolás alapvető formája (tehát nem csak az eljárás megnevezésére használják, hanem codec elnevezésére is). A DVD és BD szabványoknak is része és a HDMI szabvány is alkalmazza.
Egy hangsáv bitrátájának kiszámítására egy egyszerű képlet szolgál:
Bitmélység * mintavételezési frekvencia * csatornák száma = bitráta
Példa:
16bits * 48,000Hz * 6 csatorna = 4,608,000 bit/másodperc = 4.6Mbps.
LPCM, sávszélesség és az alternatívák
Az LPCM lehet 8, 16, 20, 24 bit mintánként (bit per sample) 8 audio csatornát (7.1) támogat. A mintavételezési frekvencia általában 48 KHz (DVD), de audio CD-k esetén 44.1 KHz, de használható 96, illetve 192 KHz is és audio csatornánként 6.144Mbps sebességet érhet el legfeljebb. A DVD-k legtöbbje 16/48-at ismer, de a BD lejátszók többségénél már 24/48 és a nagyon drága lejátszók esetén 24/96 is lehet. A DVD-audio 24/192-t használ lejátszásra.
Mivel az LPCM tömörítetlen formátum, elég nagy a helyigénye. A stúdiók ezért a master hangsávokat BD kiadásakor 24/48-ról 16/48-ra konvertálják le. Az LPCM-mel kiadott lemezek nagy hányadán 16 bites hangsávokban van az LPCM (helytakarékossági szempontok miatt) és ez a sávszélesség, helyigény miatt korlátot jelent a közeljövőre nézve is.
Erre a problémára (is) megoldás a tömörítés, ám nem mindegy, hogyan tömörítjük a hangot. Ha veszteségmentes tömörítésre van szükség, akkor az eddig használt eljárások nem mindegyike jöhet számításba (DTS-HD HR, DD+). A Dolby és a DTS két megoldást kínál: TrueHD és DTS-HD MA. Ezekkel az eljárásokkal tulajdonképpen zip tömörítést lehet végrehajtani az eredeti hangsávon és mivel teljesen veszteségmentes tömörítést garantálnak, a lejátszó vagy a HDMI 1.3 által kicsomagolt hang bitek szintjén egyezni fog az eredetivel. Így helyet spórolhatnak meg a gyártók és megtartható a 24 bites master audio.
A TrueHD és a DTS-HD MA is változó bitrátájú, de azért általánosságban elmondható, hogy fele annyi helyen is elfér, mint az LPCM, fele annyi átlagos bitrátával, ugyanolyan minőségben.
A hangformátumokról
Dolby Digital és DTS
A Dolby Digital a legegyszerűbb hangformátum a Dolby Digital családból, mely hat különböző csatornát képes tárolni. Általános felhasználása szerint 5 csatorna a normális hangtartományban van (20 Hz – 20,000 Hz) (right front, center, left front, right surround and left surround) és egy csatorna (20 Hz – 120 Hz ) a subwoofernek, ami az alacsony frekvenciás hatásokat biztosítja. Támogatja a mono és sztereó módokat is. Az AC-3 maximális mintavételezési frekvenciája 48 KHz, maximális bitmélysége 16 bit.
A kodeknek több neve is van
* Dolby Digital
* DD (Dolby Digital rövidítése, sokszor utánaírva a csatornák száma; pl.: DD 2.0, DD 5.1)
* AC-3 (Audio Codec 3, Advanced Codec 3, Acoustic Coder 3. )
A DD bitrátája maximum 640 Kb/s lehet, de DVD-n csak 448 Kb/s hangsávokkal találkozhatunk.
A DTS ugyanazt a csatorna-összeállítást használja, mint a Dolby Digital (bár a 6.1-es felállás is lehetséges), viszont jóval magasabb bitrátával dolgozik. A maximális bitráta 1536 Kb/s lehet, bár a DVD-ken helyhiány miatt ennek legjobb esetben is csak a felével fogunk találkozni. A mintavételezés maximum 96 Khz lehet, a bitmélység maximuma is megegyezik a DD-éval (16 bit).
TrueHD és a DTS-HD MA
A TrueHD jellemzője, hogy 24/96-ot tud 8 csatornán vagy 192Khz-et 6 csatornán, maximum 18Mbit-en (a gyakorlatban 5Mbit alatt mozog a tömörítés miatt). A tömörítés a Meridian Lossless Packing (MLP) módszer alapján történik. A Blu-Ray szabvány opcionális codec-ként jelölte meg, ám használatakor különálló AC3 hangsávnak is kell lennie a lemezen a régebbi lejátszók miatt. Manapság ezt úgy oldják meg, hogy az AC3-at "belekódolják" a TrueHD hangsávba, így lejátszáskor a kettő egy hangsávnak látszik. Természetesen minden TrueHD képes eszköznek is tudnia kell 2 csatornába downmix-elni a hangot több csatornáról.
A DTS-HD MA kicsit más utat járt be, de ma már szintén részét képezi a legtöbb lejátszónak a codec. Alapjai a DTS++ és az azt követő DTS-HD, amelyek veszteséges codec-ek, ám a DTS-HD MA (Master Audio) már veszteségmentesen tömörít. Dióhéjban: a hangsáv két részből épül fel, egy DTS magból és egy "residual stream"-ből. A DTS mag veszteséges, a "residual stream" tartalmazza a DTS és a master közötti különbséget. A "residual stream" szintén MLP. A kettő alapján a lejátszó vissza tudja állítani az eredeti hangot. Ha a veszteségmentes lejátszásra nincs lehetőség, a lejátszó csak a DTS magot dekódolja.
Ne keverjük össze a TrueHD és a DTS-HD módszerét, mert hasonlónak tűnik a kettő, ezzel ellentétben teljesen különböznek:
- a DTS-HD egy belső veszteséges DTS magra épül, és egy különbözeti stream alapján számolódik ki a veszteségmentes anyag. A "residual stream"-et önmagában nem lehet lejátszani, mivel a DTS magra épül.
- a TrueHD-ben az MLP rész nem épül a beágyazott AC3 sávra. Mindkettő magában lejátszható. Habár Blu-rayeken "tiszta" csak MLP TrueHD sávot nem fogunk találni.
A TrueHD és a DTS-HD MA HDMI 1.3 kimeneten keresztül továbbítható, mert nincs megfelelő protokoll az 1.1-es verzióban hozzájuk. Az LPCM továbbítható 1.1 és 1.3 HDMI csatolófelületen is.
A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!
